关于国内与国外品牌的地下水源热泵的适用性分析

关于地下水源热泵机组
国内品牌与国外品牌的适用性分析

地下水源热泵系统是一种先进的空调技术，具有高效、节能和环保的特点，有利于人类的可持续发展。
一．国内外地下水源热泵的发展历史
热泵技术最先是由瑞士的Zoelly在1912年提出的，1946年美国开始对地源热泵系统进行研究，在俄勒冈州建成了第一个地源热泵系统，运行很成功。但随后在军队推广应用中，由于安装、使用人们对其认知的有限性，遭到了失败，其应用走入低谷，差点扼杀了这项技术。
上世纪70年代，由于第一次世界性能源危机的出现，人们重新开始认识和研究热泵。到1985年，美国安装了14000台地源热泵；到1997年则安装了45000台；目前已安装了400000台，并且每年以10%的速度递增。1997年，欧洲发展基金会（EDF）也重新提出热泵发展计划，现今在欧洲各国用于供暖的热泵数量约600，000台，而用于制取生活用水的热泵数量约550，000台，总的热泵数量约1，150，000台。（以上资料，可以参考由杨自强和赵琰撰写，在暖通空调，2005，35（2）：31-34发表的欧洲考察文章：《欧洲住宅领域热泵应用现状》）。
从以上资料可以发现，无论是欧洲还是美国，均以发展地源热泵（即地下环路式）为主导，而不是地下水源热泵，地下水源热泵系统占据的比例不超过10%。在热泵机组方面，美国以水-空气热泵（即水环热泵）为主，如美国大的热泵生产厂家Climate Master(CM)和Water Furnace Industries(WFI)均以生产水环热泵为主。（关于水环热泵可以参考由马最良教授和杨自强等人编著，由化学工业出版社在2005年出版的著作《水环热泵空调系统设计》）。
相对世界热泵的发展，我国热泵的研究工作起步要晚一些，但起点高，某些研究已具有世界先进水平。热泵技术深受业主的欢迎，全国各省市均有热泵应用工程实例，初步形成我国寒冷地区以地下水源热泵为主，地埋管热泵为辅；夏热冬冷地区以空气源热泵、地下水源热泵为主，地埋管为辅的新格局。也就是说，我国目前主要是以地下水源热泵为主，且引领了世界水源热泵发展的大潮，特别是地下水源热泵机组，占据世界首位，而且出口到世界各国。
由于我国各级政府的大力支持，不断出台相关的优惠政策，地下水源热泵厂家如雨后春笋般涌现出来，一些原本生产冷水机组的厂家也纷纷改行，开始生产地下水源热泵；而一些生产水环热泵机组的国外厂商，也开始在国内生产地下水源热泵，如特灵公司、WFI公司等。
国外厂商在中国主要以生产冷水机组、水环热泵机组和空调末端设备为主。其生产的水环热泵机组，也都是以每个房间独立布置的小型机组为主。由于国内地下水源热泵发展迅速，国外厂商也开始生产小型的地下水源热泵机组。如特灵公司、WFI公司等。其中特灵公司是在2006年才开始进军住宅类空调市场。并于近年推出了四款小型的地下水源热泵机组（非国家规范意义上的地下水源热泵机组），其冷量范围也只有从10.3kW～24.9kW四个型号。如果超出这个冷量范围，必须有两台或两台以上机组通过组合来实现，否则只能采用由水路切换的机组。采用组合形式必增加辅助设备（设施）投资。
二．国内外地下水源热泵的工况设计
国外的地下水源热泵机组均是按照水环热泵的工况来设计，如冬季制热时要求水源侧进水温度是20℃。这与我国地下水源热泵机组规范要求的设计进水温度15℃不符，在我国的北方地区不适用，因为北方地区的地下水最低温度为6℃。比如西安的冬季地下水水温仅为10℃～15℃。在国家规范里还明确规定了机组正常工作的冷（热）源最低温度要达到10℃。结合西北地区实际的地下水温度，国外品牌的地下水源热泵机组大部分时间是在极限工况下运行的，这样就导致实际使用过程中，机组供热量大大降低，达不到使用要求或不能使用。
另外，由于国外品牌的机组是沿用了水环热泵的工况来设计的，其水源侧进出水设计温差是5℃,而地下水源热泵机组为了节约地下水，设计温差是11℃。即国外品牌的机组水源侧进出水设计温差超出国家规范要求的设计标准一倍以上，耗水量比规范所要求的地下水源热泵机组耗水量大，如特灵公司的地下水源热泵机组在标准工况下耗水量比国内的地下水源热泵机组多了一倍以上。因而增加了用户的水源侧运行费用，浪费了地下水资源，违背了地下水源热泵机组高效、节能和环保的特点，不利于地下水资源的可持续发展和利用。（关于地下水源热泵的设计参数可以参考国家水源热泵机组的规范《GB/T10409-2003》）。
三．结论
国外品牌的机组有的还在试制阶段（如特灵的地下水源热泵机组），尚未取得国家质量监督检验检疫总局颁发的生产许可证。到目前为止，国外品牌的水源热泵机组的住宅类空调用户在国内也是凤毛麟角，而且有的也仅是几个水环热泵机组的用户。
综合以上观点：国外品牌的地下水源热泵机组在目前他们所采用的设计工况及地下水温度下是在西安及西北地区不适用的。